建筑结构试验简答

第5、6章复习要点

1．试件设计时为什么要注意试件形状？当从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，试件设计应注意什么？

答：试件设计之所以要注意它的形状，主要是要在试验时形成和实际工作相一致的应力状态。在从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，必须注意其边界条件的模拟，使其能如实反映该部分结构构件的实际工作状况。

2．采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，必需考虑哪些问题？

答：采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，下列问题必需考虑：试验材料如何选择；试验参数如何确定；试验中应该测量哪些量；如何处理试验结果以及可以推广到什么样的现象上去。

3．在进行结构模型设计时，确定相似条件的方法有哪两种？

答：确定相似条件的方法有方程式分析法和量纲分析法两种。

4．什么是结构试验的加载制度？它包括哪些内容？为什么对于不同性质的试验要求制订不同的加载制度？

答：结构试验加载制度是指结构试验进行期间控制荷载与加载时间的关系。它包括加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小和加载、卸载循环的次数等。由于结构构件的承载能力和变形性质与其所受荷载作用的时间特征有关，因此，对于不同性质的试验，必须根据试验的要求制订不同的加载制度。

5．预载的目的是什么？

答：预载的目的有以下几点：1）使试验各部位接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定；2）检验全部试验装置的可靠性；3）检查全部观测仪表工作是否正常；4）检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用。

6．对于受弯构件，选取测量应变的截面应依据哪些原则？

答：对于受弯构件，需按如下原则选取测量应变的截面：1）弯矩最大处；2）剪力最大处；3）弯矩与剪力均较大处；4）截面面积突变处；5）抗弯控制截面（截面较弱且弯矩值较大处）；6）抗剪控制截面（截面较弱且剪力值较大处）。

7．钢筋混凝土梁的试验观测的主要内容有哪些？

答：钢筋混凝土梁的试验观测的主要内容有：挠度观测，转角测量，应变测量，裂缝测量和承载力极限的观测。

8．钢筋混凝土梁受拉主筋的应力可用哪两种方法测量？

答：钢筋混凝土梁受拉主筋的应力可用两种方法测量：一种是预埋电阻应变片法，另一种是在混凝土的表面预留孔洞（或称窗口）。

9．钢筋混凝土梁的裂缝观测包括哪些内容？

答：钢筋混凝土梁的裂缝观测包括：及时地捕捉到第一条裂缝的出现，并尽可能准确地记录下此时的荷载值；按加载分级跟踪描绘裂缝的开展情况，并测出裂缝的宽度。

10．如何确定钢筋混凝土梁开裂荷载实测值？

答：确定钢筋混凝土梁开裂荷载实测值：1）如果在规定的荷载持载时间结束后出现裂缝，则将此级荷载定为开裂荷载实测值。2）如果在规定的荷载持载时间内出现裂缝，则将此级荷载与前一级荷载的平均值定为开裂荷载实测值。3）如果没有及时发现第一条裂缝，可取荷载-挠度曲线上的转折点（曲线第一弯转段两端点切线的交点）的荷载值作为构件的开裂荷载实测值。

11．简述建筑结构试验中的真值、近似值和误差三者的关系？

答：真值是物理量本身所固有的，人们对物理量测量的目的就是寻求真值。但是由于测

量误差的存在，真值无法测得，只能用多次测量的算术平均值作为其近似值，测量次数越高，接近程度越高，当测量次数足够多时，近似值趋于稳定。

1．测量技术一般包括哪三个主要部分？

答：测量技术一般包括下面三个主要部分：1）测试方法；2）测量仪器仪表；3）误差分析。

2．何谓全桥测量？

答：当惠斯顿电桥桥臂上的电阻全部是应变片时，且应变片的灵敏系数全部相等，此时称之为全桥测量。

3．结构受弯曲作用情况，采用测量应变片互补的全桥测试方案，该方案的布片和测量桥路的特点是什么？

答：结构受弯曲作用情况，采用测量应变片互补的全桥测试方案，该方案的布片和测量桥路的特点是：只有上下表面是相同温度场才能消除温度的影响，同时可消除轴向荷载的影响；如果结构的材料是均质的，中性轴是截面的对称轴，测量结果是上下表面4点的应变平均值；桥路测量灵敏度提高了4倍；使用应变片较多。

4．使用应变片和应变仪进行建筑结构应变实际测量时应注意的事项有哪些？

答：使用应变片和应变仪进行建筑结构应变实际测量时应注意的事项有：应变片的保护；应变片灵敏系数对应变测量的影响；应变仪测量桥路对应变片的要求；长导线问题。

5．利用万用表检测粘贴应变片的内在质量时，需检测哪两个项目？

答：1）检测应变片电阻栅的电阻值，测量阻值与应变片原来的阻值相差较大的为不合格，需铲除重新粘贴；2）检测电阻栅与被测结构间的绝缘电阻，该绝缘电阻必须大于20兆欧，否则，在进行应变测量时，应变仪显示该测点的应变值是不稳定的应变值，需铲除重新粘贴。

6．超声波检测混凝土裂缝深度的基本原理是什么？

答：超声波在混凝土传播过程中遇到裂缝，将产生反射、折射、绕射等物理现象，使超声波声时延长，根据声时的变化推测裂缝的深度。这就是超声波检测混凝土裂缝深度的基本原理。

7．钢筋位置测定仪在检测混凝土内部钢筋的位置、钢筋直径和保护层厚度时有何优点？使用钢筋位置检测仪获得最佳检测结果的条件是什么？

答：钢筋位置测定仪在检测混凝土内部钢筋的位置、钢筋直径和保护层厚度时，不需要破坏混凝土保护层，就可以有效地达到测量的目的。使用钢筋位置检测仪获得最佳检测结果的条件是：混凝土结构和构件中的配筋稀疏，并距混凝土表面较近。

8．何谓拔出法？与钻芯法相比，拔出法有什么优点？

答：拔出法是将金属锚固件固定在结构或构件混凝土中，然后将其拔出时测量拔出力的大小，再利用拔出力与混凝土抗压强度间的相关关系，推定结构和构件混凝土抗压强度的测试方法。拔出法比钻芯法方便、省时、省力，测试经费用低，测试过程中结构和构件混凝土的损伤范围较小。

1．简述生产检验性试验与科学研究性试验各自的试验目的？

答：（1）生产检验性试验以直接生产为目的。它以实际建筑物或结构构件为试验检验对象，经过试验对试验对象或以试验对象为代表的一批构件做出技术结论。

（2）科学研究性试验的目的是验证结构计算的各种假定、发展新的设计理论、改进设计计算方法、修改和制定各种规范，为发展和推广新结构、新材料和新工艺提供理论和试验的依据。

2．按照试验的目的、对象、荷载性质和荷载持续时间分类，可将建筑结构试验分别分为哪几类？

答：按照试验的目的、对象、荷载性质和荷载持续时间分类，可将建筑结构试验分别分为生产检验性试验与科学研究性试验；真型试验与模型试验；静力试验与动力试验；短期荷载试验与长期荷载试验。

3．真型试验与模型试验的试验对象分别是什么？

答：真型试验的试验对象是实际结构（或构件）或者按实际结构（或构件）足尺寸复制的结构（或构件）。

模型试验的试验对象是仿照真实结构并按一定比例复制而成的试验代表物，它具有真实结构的全部或部分特征，是比真实结构尺寸小得多的缩尺结构。

4．解释下列名词：丧失承载力、承载力极限标志。

答：构件承载力达到极限状态，称为丧失承载力；当构件丧失承载能力时，由于受力形式不同，呈现不同的破坏形态，称为承载力极限标志。

5．为什么说“液压加载在建筑结构试验中是理想的加载方法之一”？

答：液压加载在建筑结构试验中是理想的加载方法之一，它不但可以对建筑结构物施加静荷载，也可施加动荷载。液压加载的原理清晰，加载设备操作简单方便、安全可靠，能产生较大的荷载，而且荷载容易控制准确稳定，并能实现多点同步加载，是目前建筑结构试验应用最广技术先进的加载方法之一。

6．惯性力加载有哪两种加载方式？简述这两种方式的加载过程。

答：惯性力加载有两种加载方式：初始位移加载法与初速度加载法。初始位移加载法是对结构或构件施加荷载，使其产生变形，然后突然卸掉荷载，使结构或构件产生自由振动的方法。初速度加载法就是首先使加载器具提高势能水平，然后释放加载器具的势能，势能转变为动能，加载器具获得一定的速度后撞击试验结构，使结构获得冲击荷载。

7．荷载传递装置的功能是什么？列出两种常用的荷载传递装置。

答：荷载传递装置的功能是将加载装置产生的作用力按试验荷载图式的要求正确地传递到试验结构上，有时在荷载传递过程中还具有荷载放大、荷载分配和荷载作用形式转换的功能。常用的荷载传递装置有杠杆、卧梁和分配梁。

8．试件支承装置的作用和重要性如何？试件支承装置包括哪些？

答：试件的支承装置是实现试验结构力边界条件及位移边界条件关键的试验装置之一，因此，在结构试验中只有正确地使用支撑装置，才能确保结构试验的顺利进行。试件支承装置包括支座和支墩。

1．结构中遇到的动载一般有哪两类？振动试验的目的是什么？

答：结构中遇到的动载有两类：振动与移动荷载。振动试验的目的是测定结构的动力特性、结构的响应及结构的破坏特性等。

2．研究性疲劳试验一般研究哪些内容？

答：研究性疲劳试验一般研究以下内容：1）开裂荷载及开裂情况；2）裂缝的宽度、长度、间距及其随荷载重复次数的变化；3）最大挠度及其变化；4）疲劳极限；5）疲劳破坏特征。

3．检验性疲劳试验一般研究哪些内容？

答：检验性疲劳试验，通常是在重复荷载作用下，经历规定的荷载重复次数的荷载作用期间及之后，对下列内容进行检验：1）抗裂性能；2）开裂荷载、裂缝宽度及开展情况；3）最大挠度的变化情况。

4．对建筑结构振动的研究有哪些方面，列举其中三个？

答：1）减震与隔震研究；2）减轻和防止地震灾害；3）风震研究；4）建筑物承受其他振动荷载的研究，如冲击、爆炸等。

5．建筑结构抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，分为哪几类？

答：建筑结构抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为低周反复加载试验（伪静力试验）、拟动力试验和动力加载试验。

6．结构抗震试验的特点是什么？要求观测的内容有哪些？

答：结构抗震试验的特点是荷载作用反复，结构变形很大。试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段，直至完全破坏；试验要求同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。

7．低周反复加载试验有哪些优点和不足？

答：低周反复加载试验的三个主要优点是：1）试验设备比较简单；2）加载历程可人为控制，并可按需要加以改变或修正；3）在试验的过程中，可以停下来观察结构的开裂和破坏状态，便于检验、校核试验数据和仪器设备工作情况。低周反复加载试验的不足是由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远，不能反映应变速率对结构的影响，所以无法再现真实地震的状况。

8．地震模拟振动台动力加载试验在抗震研究中的作用主要体现在哪些方面？

答：地震模拟振动台动力加载试验的主要作用体现在：1）研究结构的动力特性、破坏机理及震害原因；2）验证抗震计算理论和计算模型的正确性；3）研究动力相似理论，为模型试验提供依据；4）检验产品质量，提高抗震性能，为生产服务；5）为结构抗震静力试验提供试验依据。

三、简答题（每小题7分，共计49分）

1．测量技术一般包括哪三个主要部分？

答：测量技术一般包括下面三个主要部分：1）测试方法（2分）；2）测量仪器仪表（3分）；3）误差分析（2分）。

2．电阻应变测量方法的主要特点有哪些？

答：电阻应变测量方法的主要特点有：测量灵敏度高（2分）、标距小（2分）、滞后小（2分）、在复杂的环境中也可以完成应变测量（1分）。

3．超声波检测的基本原理是什么？

答：超声波检测的基本原理是：超声波在不同的介质中传播时，将产生反射、折射、散射、绕射和衰减等现象（2分），使我们由接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形或频率发生了相应的变化（3分），测定这些变化就可以判定建筑材料的某些方面的性质和结构内部构造的情况，达到测试的目的（2分）。

4．采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，必需考虑哪些问题？

答：采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，下列问题必需考虑：试验材料如何选择（2分）；试验参数如何确定（2分）；试验中应该测量哪些量（2分）；如何处理试验结果以及可以推广到什么样的现象上去（1分）。

5．对于受弯构件，选取测量应变的截面应依据哪些原则？

答：对于受弯构件，需按如下原则选取测量应变的截面：1）弯矩最大处（2分）；2）剪力最大处（1分）；3）弯矩与剪力均较大处（1分）；4）截面面积突变处（1分）；5）抗弯控制截面（1分）（截面较弱且弯矩值较大处）；6）抗剪控制截面（1分）（截面较弱且剪力值较大处）。

6．钢筋混凝土梁的裂缝观测包括哪些内容？

答：钢筋混凝土梁的裂缝观测包括：及时地捕捉到第一条裂缝的出现（2分），并尽可能准确地记录下此时的荷载值（2分）；按加载分级跟踪描绘裂缝的开展情况（2分），并测出裂

缝的宽度（1分）。

7．结构振动试验通常有哪几项内容？

答：结构振动试验通常有以下几项内容：1）结构的振动位移（1分）、速度（1分）、加速度（1分）的测量；2）结构动力特性测定（2分）；3）结构的振动反应测量（2分）。